检索结果-南通市图书馆

作者：刘黎鸣武汉工程大学

学位级别：硕士

随着社会与时代的发展,能源危机与环保压力成为了当前社会发展的两大制约因素。由石油基聚合物引起的不可再生能源和环境污染的消耗的双重威胁促使人们选择利用天然可再生资源来产生新材料。纤维素和壳聚糖作为自然界储量最为丰富的两... 详细信息

随着社会与时代的发展,能源危机与环保压力成为了当前社会发展的两大制约因素。由石油基聚合物引起的不可再生能源和环境污染的消耗的双重威胁促使人们选择利用天然可再生资源来产生新材料。纤维素和壳聚糖作为自然界储量最为丰富的两种天然高分子聚合物,因其可再生性,广泛的可用性,低成本、生物相容性和生物可降解性引起了人们的广泛关注。本论文以纤维素、壳聚糖为基体,通过在壳聚糖/纤维素复合微球中包埋功能性填料以及在复合微球表面引入特定功能基团的方法制备了功能化的壳聚糖/纤维素基复合微球材料,分别应用于水相中泰乐菌素和磺胺甲恶唑的去除。主要内容如下:(1)以自然界中储量最为丰富的纤维素和壳聚糖为基体,活性炭为功能性填料,用Na OH/尿素水溶液在低温条件下溶解纤维素和壳聚糖得到透明的纤维素、壳聚糖溶液,通过溶胶凝胶法制备包埋活性炭的壳聚糖/纤维素复合微球。吸附剂对低浓度泰乐菌素具有高吸附效率。SEM,BET和孔隙率分析表明微球具有多层孔结构。FTIR,XPS,Zeta电位分析以及p H对吸附的影响结果表明,H键相互作用、静电相互作用和π-πEDA相互作用在吸附过程中起重要作用。在静态吸附实验中,CCM-AC的q为59.26 mg g,尺寸排阻效应影响吸附速率。吸附曲线具有显著的非线性,符合内部扩散特。动态吸附实验表明,突破数据与剂量反应模型具有更好的相关性。固定床柱吸附系统显示出良好的连续处理水的能力。再生实验表明,吸附剂可以可再生循环利用。基于对吸附机理的全面了解,壳聚糖、纤维素和活性炭非常适合用作生物亲和载体和功能性填料来设计吸附剂以控制抗生素污染。(2)利用固相接枝改性的方法,在通过溶胶-凝胶转相法制备的壳聚糖/纤维素复合微球的表面接枝上长链的胺基,制备了一种新型的胺基化壳聚糖/纤维素复合吸附剂,吸附剂对低浓度磺胺甲恶唑溶液具有高吸附效率。SEM,BET和孔隙率分析表明胺基化接枝后的样品仍为具有多孔结构的微球。FTIR,XPS,Zeta电位分析以及p H对吸附的影响表明,静电相互作用和H键相互作用在为吸附过程中主要的作用力。在静态吸附实验中,ACNM的q为13.59 mg g,为单分子层化学吸附,q随着温度的增加而增加,吸附在前30分钟即可达到近似平衡。动态吸附实验表明,突破数据与Adams-Bohart、Thomas、Yoon-Nelson、BDST和剂量反应模型均能很好的吻合,表面扩散为吸附过程中的限速步骤。再生实验表明,改吸附剂具有较好的循环使用能力。固定床柱吸附系统显示出良好的连续处理水的能力,动态的吸附效果明显好于静态吸附,表明该胺基化的壳聚糖/纤维素复合微球有良好的工业应用前景。本论文设计的壳聚糖/纤维素基复合微球材料具有较好的稳定性、便易的可操作性和可再生循环利用能力,对水环境中的泰乐菌素和磺胺甲恶唑具有高效的去除能力,在安全水净化领域具有广阔的应用前景。

关键词：纤维素壳聚糖微球材料水处理抗生素

纤维素基复合膜材料的制备及其在抗辐射、光催化降解方面的应用

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纤维素基复合膜材料的制备及其在抗辐射、光催化降解方面的应用

作者：朱星蓉武汉工程大学

学位级别：硕士

一方面,传统的抗辐射材料,大多数如铅、不锈钢、铜等笨重且有些具有毒性,对人体及环境都造成一定危害。经济安全无毒轻便的抗辐射材料已经成为未来发展的导向。另一方面,干净水的匮乏以及可再生资源越来越广泛被应用,利用太阳能将污水... 详细信息

一方面,传统的抗辐射材料,大多数如铅、不锈钢、铜等笨重且有些具有毒性,对人体及环境都造成一定危害。经济安全无毒轻便的抗辐射材料已经成为未来发展的导向。另一方面,干净水的匮乏以及可再生资源越来越广泛被应用,利用太阳能将污水转变为干净水已经成为当下热点。其中,纤维素的获取途径十分广泛并且是无毒的,它还具有良好的生物相容性和生物可降解性,安全环保,可用其与多种物质复合制备开发新型材料已达到理想的性能。本论文以纤维素纳米复合膜为基体,通过共混或抽滤的方式载入相应的纳米粒子,使其具有抗辐射以及光催化水处理效果。主要内容如下:(1)以纤维素为基体,以羧基化纳米硫酸钡作为抗辐射剂,通过碱/尿素水溶液体系溶解纤维素,采用流延法制备羧基化纳米硫酸钡/纤维素纳米复合膜。系统研究了其形貌结构及理化性质,并通过DR(直接数字平板X线成像系统)测试研究其抗辐射效果。结果表明所制备出的纳米复合膜透明度较高,具有较高孔隙率、较好的孔结构和骨架密度从而有较优良的机械性能并且结构稳定;通过灰度值的计算以及X射线的衰减百分比表明该复合膜具有良好的抗辐射效果,且抗辐射效果随纳米硫酸钡粒子的增加而增强。(2)以纤维素为基体,通过尿素/碱水溶液体系运用冷冻解冻法溶解纤维素,然后采用流延法制备纤维素膜。通过柠檬酸盐还原法制备含金粒子的溶液,通过抽滤的方法将金纳米粒子沉积及二氧化钛纳米粒子附着在纤维素膜上,从而制备出二氧化钛-金-纤维素膜三层结构的纳米复合膜。系统研究了其形貌结构及理化性质,表明该纳米复合膜具有良好的柔性;通过罗丹明b作为污水模型,进行光催化降解试验,实验表明该纳米复合膜对污水具有较高的降解能力;通过电化学阻抗及漫反射光谱测试,表明二氧化钛纳米粒子主导的光催化降解过程和金纳米粒子主导的太阳能水蒸气蒸发过程具有协同作用,增强了该纳米复合膜的催化降解效果。总之,本论文通过碱/尿素水溶液体系溶解纤维素,通过添加不同功能的纳米粒子制备出的纤维素基复合膜具有相应功能,且该类复合膜具有较好柔性、高孔隙率、较强机械性能,在抗辐射及光催化降解领域具有广阔的应用前景。

关键词：纤维素纳米复合膜抗辐射光催化

纤维素膜基生物活性试纸的设计及其用于抑制剂筛选的研究

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纤维素膜基生物活性试纸的设计及其用于抑制剂筛选的研究

作者：陈雨晴武汉工程大学

学位级别：硕士

作为最丰富的天然高分子聚合物,纤维素是制备经济可行和可持续发展的聚合物产品的主要候选者,迄今为止这些聚合物产品主要还是由石油基聚合物生产。但实际上石油是不可再生资源,并且其储量也在逐年减少中。石油基聚合物在很大程度上是... 详细信息

作为最丰富的天然高分子聚合物,纤维素是制备经济可行和可持续发展的聚合物产品的主要候选者,迄今为止这些聚合物产品主要还是由石油基聚合物生产。但实际上石油是不可再生资源,并且其储量也在逐年减少中。石油基聚合物在很大程度上是不可生物降解的,现如今在石油基工业生产中所产生的温室气体排放量很高,因此由生物基可再生资源制备的材料被认为是更环保的替代品。为建设人与自然和谐共生的现代化社会,积极推动全球可持续发展,近年来低成本和可生物降解的纤维素材料得到了广泛关注和应用。本文采用绿色溶剂Na OH/尿素/水体系低温下溶解纤维素后,在以HSO为凝固浴中凝固再生得到纤维素膜。以再生纤维素膜为载体,对纤维素膜界面进行功能化修饰,进行酶的固定化,最终得到纤维素膜基生物活性试纸,探索并研究了纤维素膜基生物活性试纸的设计机理及其在抑制剂初步比色筛选方面的应用。主要内容如下:（1）利用高碘酸钠对再生纤维素膜进行氧化改性,将纤维素聚合物链上的C2─C3键氧化,使C2─C3键发生断裂,得到双醛纤维素膜,乙酰胆碱酯酶（ACh E）上的氨基与双醛纤维素膜上的醛基发生希夫碱反应,形成共价键从而将ACh E成功固定在纤维素膜表面,得到纤维素膜基生物活性试纸（CBSs）。对于抑制剂的初步筛选则采用的是基于显色剂的比色法,其中显色剂为Ellman试剂。研究发现所制备的CBSs显色时间短,能在3 min内实现定性检测,在30 min内实现半定量检测,在4℃下保存60天后,固定化ACh E的活性仅损失20%,为药物的初步筛选提供了一种新的方法,也为其他基于CMs的生物传感器提供了灵感。（2）再生纤维素膜经TEMPO/Na Br/Na Cl O体系进行氧化改性后,得到羧基化纤维素膜,纤维素膜的羧基经过1-乙基-（3-二甲氨基丙基）碳酰二亚胺（EDC）/N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）活化后能与酪氨酸酶（TYR）的氨基发生酰胺化反应,通过共价键成功将TYR固定化在羧基化纤维素膜上,从而制备得到纤维素膜基生物活性试纸（CBSs）。然后采用基于底物的比色法,使用左旋多巴（L-Dopa）为底物,用于纤维素膜上TYR的活性监测和TYR抑制剂初步筛选。此CBSs的反应灵敏,响应速度快,能够在5 min内实现定性检测,在28 min内完成半定量检测。CBSs还具有出色的选择性和长期储存稳定性的优点。此工作为在室外快速进行TYR抑制剂的初步比色检测提供了一种可行的策略。综上所述,本文以再生纤维素膜为基材,探讨了纤维素膜功能化改性的方法,如高碘酸盐氧化法和TEMPO氧化法,以及界面共价交联进行酶的固定化,且针对不同比色筛选抑制剂的策略做出了描述。制备的纤维素膜基生物活性试纸便于操作且具有特异的选择性,长期储存稳定性等优点,在生物比色传感器领域具有广阔的应用前景。

关键词：纤维素膜纤维素膜基生物活性试纸比色检测抑制剂筛选

多重刺激响应性磁性纳米粒子的制备及性能研究

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多重刺激响应性磁性纳米粒子的制备及性能研究

作者：朱三武汉工程大学

学位级别：硕士

近年来，由于环境响应性材料在药物传输领域显现出巨大的潜在应用价值，因而受到广大研究人员的关注。在众多环境刺激响应性材料中，还原响应性、pH响应性和磁响应性材料因其具有优良的特性尤其受到研究人员的青睐。利用人体内不同组织... 详细信息

近年来，由于环境响应性材料在药物传输领域显现出巨大的潜在应用价值，因而受到广大研究人员的关注。在众多环境刺激响应性材料中，还原响应性、pH响应性和磁响应性材料因其具有优良的特性尤其受到研究人员的青睐。利用人体内不同组织与细胞间的微环境，包括pH和还原性物质浓度的差异，通过磁性材料的使用设计具有刺激响应能力的药物载体，可以实现在外加磁场作用下的主动靶向定位，从而减少抗癌药物对正常组织的杀伤作用。因此还原响应性、pH响应性和磁响应性材料具有很好的应用前景。同时，与传统的单一响应性材料相比，具有多重刺激响应性的纳米材料具有更好的治疗效果。本论文在这样的研究背景，以超顺磁性四氧化三铁纳米粒子（Superparamagneticiron oxide nanoparticles，SPION）和葡聚糖衍生物作为研究核心，通过静电复合制备得到了具有pH/还原/磁三重刺激响应性的复合纳米粒子，并对其结构、形貌和响应行为进行了系统研究。第一章，我们通过化学共沉淀法制备了SPION纳米粒子，并使用柠檬酸钠对其进行改性制备羧基化超顺磁性四氧化三铁纳米粒子（Carboxylated superparamagneticiron oxide nanoparticles，SPION-COOH）。使用纳米粒度Zeta电位分析仪分析了改性前后粒子的粒径、粒径分布以及Zeta电位。通过红外光谱（Fourier transform infraredspectroscopy，FT-IR）和X-射线衍射（X-ray diffraction，XRD）分析了改性前后粒子的结构。结果表明我们制备出了粒径分布均一，平均粒径为50nm，电位为30.4mV的SPION。并且成功在SPION表面修饰了柠檬酸根，得到平均粒径为47nm、电位为-19.5mV的SPION-COOH。第二章，我们以葡聚糖（Dextran，DXE）为原料，使用1,4-丁二醇二缩水甘油醚（1,4-Butanediol diglycidyl ether，BDE）作双功能交联剂，通过与胱胺二盐酸盐的缩合反应，得到侧链含有双硫键的氨基化葡聚糖（Amino-functionalized dextran，DEX-NH2）。采用核磁共振氢谱（1H nuclear magnetic resonance spectroscopy，1H-NMR）和FT-IR表征了产物的结构，结果我们成功制备出了含有双硫键的氨基化葡聚糖。第三章，我们以SPION-COOH和DEX-NH2为原料，在水溶液中通过羧基和氨基间的静电作用，制备出复合纳米粒子（DEX-NH2/SPION-COOH）。通过改变两者的质量比，可以有效控制复合纳米粒子的尺寸。将制备的复合纳米粒子用于对抗癌药物阿霉素的包覆以制备载药纳米粒子。使用纳米粒度Zeta电位分析仪和透射电镜（Transmission electron microscope，TEM）分析了载药纳米粒子的粒径、电位与形貌，结果表明载药纳米粒子粒径分布均一，平均粒径为170nm，电位为27.5mV，但其形态并不规则。采用XRD分析了载药纳米粒子的结构与磁性能，证明SPION-COOH表面包裹了DEX-NH2。振动样品磁强计（Vibrating samplemagnetometer，VSM）对载药纳米粒子磁性能的表征说明了复合后的粒子具有超顺磁性，这对其进一步的生理应用有着重要意义。对载药纳米粒子进行释药研究，结果表明载药纳米粒子在pH7.4的释放环境中，12h累积释药量为32.7%，而在pH5.0/10mM释放环境下的累积释放量达到了98.1%。表现出了很好pH以及GSH响应性。对不载药及载药纳米粒子进行细胞毒性测试，结果表明不载药纳米粒子具有良好的生物相容性，而载药纳米粒子对癌细胞有明显的杀伤作用。综上所述，本论文利用静电复合技术所制备的多重刺激响应性药物载体在生物医学领域有着广阔的应用前景。

关键词：氨基化葡聚糖磁靶向静电复合控制释放

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改性纤维素微球吸附剂的制备及水处理应用

改性纤维素微球吸附剂的制备及水处理应用

作者：袁俊武汉工程大学

学位级别：硕士

绿色,可持续和高生态效率是化学工业过程的发展趋势。随着不可再生化石资源的枯竭以及由石油基聚合物引起的环境污染激发了对可再生资源不断增长的需求。可再生资源具有可生物降解、非石油类和碳中性的特点,对环境、动物和人类的健康和... 详细信息

绿色,可持续和高生态效率是化学工业过程的发展趋势。随着不可再生化石资源的枯竭以及由石油基聚合物引起的环境污染激发了对可再生资源不断增长的需求。可再生资源具有可生物降解、非石油类和碳中性的特点,对环境、动物和人类的健康和安全具有较低风险。天然高分子因其可再生性、环境友好性被认为是替代石油基产品的优良选择,其中,纤维素由于其储量丰富、来源广泛、安全无毒、具有生物降解性,在水环境修复领域具有广阔应用。本论文以纤维素为基体,利用化学改性方法在纤维素分子链上引入特定功能基团,利用这些基团与水相中难处理污染物具有强亲和作用的特点设计功能化纤维素微球,涉及到高分子化学,化学工艺,吸附与分离等领域。(1)采用纤维素新溶剂-NaOH/尿素水溶液,在低温条件下快速溶解纤维素得到透明的纤维素溶液作为基础原料。将纤维素溶液通过溶胶凝胶转相法制备再生纤维素微球,进一步通过固相改性法将磷酸基团引入到纤维素微球表面得到磷酸化纤维素微球吸附剂。探索了该吸附剂对铅离子的静态和动态吸附行为。该吸附剂的磷酸基团对金属离子具有较强的配位能力,对铅离子具有高效的吸附能力。(2)利用季铵化试剂上的环氧基团在碱性条件下开环与纤维素羟基发生反应的原理,制备季铵化纤维素溶液,进一步通过挤压滴落固化法得到毫米级季铵化纤维素珠粒。探索了该吸附剂对阿莫西林的静态和动态吸附行为。该吸附剂的季铵基团与阿莫西林分子电性相反,能够高效地吸附阿莫西林。(3)利用磷酸化纤维素微球作为微反应器,通过共沉淀法原位生成Mg/Al双羟基氧化物,得到负载Mg/Al双羟基氧化物磷酸化纤维素微球吸附剂。探索了其对盐酸四环素的静态和动态吸附行为。盐酸四环素带负电,Mg/Al双羟基氧化物作为一种常见的阴离子吸附剂,使得负载了Mg/Al双羟基氧化物的磷酸化纤维素微球吸附剂对盐酸四环素具有高效的吸附能力。本论文设计的纤维素基吸附剂具有较好的稳定性、操作便利性和可再生重复使用性,对水环境中污染物具有高效的去处能力,在安全水净化领域具有广阔的应用前景。

关键词：纤维素化学改性复合吸附剂水处理应用

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超浓乳液法制备快速高吸油性树脂及性能研究

超浓乳液法制备快速高吸油性树脂及性能研究

作者：马立彬武汉工程大学

学位级别：硕士

近年来，突发性油品污染事件日趋增多，这类事件往往需要短时间内进行快速应急处理，而具有快速高吸油性能的树脂能够有效地处理此类事件。首先，本研究利用超浓反相乳液聚合法，以甲基丙烯酸正丁酯为单体，二乙烯基苯为交联剂，司班8... 详细信息

近年来，突发性油品污染事件日趋增多，这类事件往往需要短时间内进行快速应急处理，而具有快速高吸油性能的树脂能够有效地处理此类事件。首先，本研究利用超浓反相乳液聚合法，以甲基丙烯酸正丁酯为单体，二乙烯基苯为交联剂，司班80为乳化剂，过硫酸铵/亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂，合成了具有孔状结构的快速吸油性树脂。所得树脂具有很快的吸油速率，30min即可达到饱和吸油量。快速吸油性能归结于树脂所具有的大量的孔状结构。此外，树脂表现出良好的重复使用性能和对水面浮油的吸附能力。并研究了引发剂用量，交联剂用量，乳化剂用量等对树脂吸油性能影响。实验结果表明：所得树脂对甲苯和三氯甲烷的吸油量分别为8.5g/g、15.8g/g。本研究合成了具有较高吸油量和较快吸油速率双重特性的分层次孔结构的吸油性树脂。超浓乳液聚合方法用来使树脂具有高的孔隙率，以便获得高的吸油量;聚合物致孔剂用来调节孔的相互连通性，从而使树脂具有快的吸油速率。扫面电镜证实了树脂具有分层次的孔结构，这种结构可以使树脂具有较高的吸油量和较快的吸油速率。同时研究了聚合物致孔剂的分子量及用量对树脂孔结构和吸油性能的影响。最优条件下，树脂对三氯甲烷和甲苯的吸油量分别为31.5g/g、17.1g/g，且5min可达到饱和吸油。另外，树脂具有较高的离心保油率。树脂经过六次重复的吸附/解吸过程，吸油量基本不变，显示了良好的重复使用性能。这些测试结果表明所得树脂在应对突发性油品和有机溶剂污染事件时，具有良好的潜在应用价值。

关键词：超浓乳液致孔剂高吸油性能分层次孔结构

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纤维素基复合隔膜的研究设计与应用

纤维素基复合隔膜的研究设计与应用

作者：张佳锦武汉工程大学

学位级别：硕士

锂电池因为能量密度高、循环寿命长等优点成为最有潜力的可替代能源储存设备。隔膜作为电池的关键材料之一,起到防止电池中正负极接触的作用。聚烯烃隔膜由于优异的化学稳定性和机械强度是最常用的商用电池隔膜之一,但是本身的疏水性能... 详细信息

锂电池因为能量密度高、循环寿命长等优点成为最有潜力的可替代能源储存设备。隔膜作为电池的关键材料之一,起到防止电池中正负极接触的作用。聚烯烃隔膜由于优异的化学稳定性和机械强度是最常用的商用电池隔膜之一,但是本身的疏水性能使其不能完全被电解液浸润,进而导致出现较低的离子电导率和Li转移数,并且在高温条件下极易发生收缩,会引起正负极接触发生火灾或者爆炸的危险。因此,需要寻找热稳定性好、高离子电导率、高Li转移数和能控制离子运输的功能隔膜来代替聚烯烃隔膜。纤维素作为一种来源丰富,可再生,可降解的高分子材料,因为其优良的润湿性、尺寸稳定性、理化性质稳定和介电常数高等优良特性备受关注。论文主要内容如下:（1）以高纯度的纤维素为原材料,通过一种Na OH/尿素体系对纤维素进行溶解,通过共混法制备了聚乙烯醇/纤维素复合隔膜。系统地研究了它的基本性能和使用该隔膜组装的电池的电化学性能。PVA与纤维素通过氢键缔合、相互渗透、紧密结合,削弱了O-Li之间的相互作用。测试结果表明PC（PVA/Cellulose）隔膜有着均一的孔结构,润湿角为13.2°,润湿性能优异。同时PC隔膜也表现出良好的热稳定性和电化学性能,1 C下循环100次后电池放电比容量为126.2 m Ah·g。（2）将SBA-15介孔粒子分散于Na OH/尿素体系中,以此混合溶液溶解纤维素,采用流延法制备SBA-15/纤维素复合隔膜。系统地研究了其基本性能和使用该隔膜组装电池的电化学性能。SBA-15作为硅基材料具有耐热性,因此SBA-15/CM隔膜具有优异的热稳定性可以解决传统隔膜在高温下收缩所带来的安全问题。此外SBA-15/CM隔膜组装的电池显示出期望的循环和倍率性能,0.5 C下仍能保持143.6 m Ah·g的放电比容量。（3）通过共混法制备了UIO-66/CM和UIO-66（Ce）/CM复合隔膜,系统地研究了它的基本性能和使用该隔膜组装的电池的电化学性能。UIO-66的Lewis酸性位点通过吸引PF阴离子促进锂盐的解离,连接基中的亲PF基团（-NH）通过氢键作用固定电解质中的阴离子,进而促进阳离子迁移。氢键作用协同UIO-66（Ce）提供的OMS（open metal sites）对溶剂分子和阴离子的吸附作用,加速了Li的传输,200次循环后UIO-66（Ce）/CM隔膜的放电比容量保留率仍有93.80%。根据循环测试后的锂金属阳极的SEM谱图测试表明UIO-66/CM和UIO-66（Ce）/CM复合隔膜可调节离子传输,抑制锂枝晶的生长。综上所述,本论文设计的一系列功能化复合隔膜具有优异的电化学性能,且具有良好的润湿性、热稳定性和离子传输可调控性,可成为下一代高性能锂电池的隔膜材料。

关键词：锂电池隔膜纤维素共混

纤维素基催化材料设计及用于水中有机磷农药高效降解

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纤维素基催化材料设计及用于水中有机磷农药高效降解

作者：郜凌彬武汉工程大学

学位级别：硕士

随着科技的发展,绿色、环保是当今世界工农业发展的主旨,化石能源的日益枯竭,使得紧张的化石能源与日益增加的人民的需求的矛盾越演越烈,如何开发新型可再生能源,是科学界探索、研究的潮流,新型可再生能源,有着可再生性、环境友好性、... 详细信息

随着科技的发展,绿色、环保是当今世界工农业发展的主旨,化石能源的日益枯竭,使得紧张的化石能源与日益增加的人民的需求的矛盾越演越烈,如何开发新型可再生能源,是科学界探索、研究的潮流,新型可再生能源,有着可再生性、环境友好性、可降解性、储备丰富等特点,纤维素就是一种无毒害、可生物降解的清洁能源,其广泛的来源、丰富的储备,赋予了担当代替化石能源的大旗。有机磷农药在20世纪末和21世纪初作为重要的工业产品,在对农作物中害虫的综合治理上起到了至关重要的作用,其从研究开发再到推广应用经历过黄金时代之时,也同时带来了许多不能与环境相容的安全性问题。随着倡导可持续发展,这些有机磷农药杀虫剂受到了极大的制约,因此,对有机磷农药进行合理有效、简单易操作、又不会造成二次污染的综合治理,势在必行。如何降低、消除有机磷农药在日常生产中所带来的水环境、土地、空气污染等问题,成为了生物、化工等众多领域亟需思考的一个问题。(1)每年通过林业和农业实践、造纸工业、建筑行业和许多由于农业生产所产生的众多农业废料,其中就包括了许多纤维素废渣,如油菜杆,不合理的利用使得这些废料成为困扰生产、环保的一大难题,变废为宝,合理的利用这些纤维素,从中提取、生产纤维素纳米晶须,后制备纤维素琼脂复合膜。分别用不同浓度的硫酸(45%、55%和65%的HSO),制备出不同类型的琼脂复合膜,来测试其力学性能。(2)根据利用纤维素在-12.5℃,Na OH/尿素水溶液中溶解成清澈透明的纤维素水溶液,通过一步滴落法,后固化,成功塑造纤维素微球,在此基础之上,纤维素易改性、疏松多空等特点利用固相磷酸改性,使纤维素微球成为一种微型负载器,通过鏊合作用,搭载银离子,得到负载银离子的磷酸化纤维素复合微球催化剂,通过对催化剂进行表征,探索有机磷农药(毒死蜱)在该催化剂表面和内部的催化降解机理和效果。由于在特定条件下毒死蜱的表面络合物电子极化,连接到吡啶环的侧链可能被削弱,P-O键断裂,使得负载Ag的磷酸化纤维素微球催化剂对毒死蜱具有高效的降解能力。此次研究的课题紧围绕这从纤维素中提取出纤维素晶须,通过酸水解、涂布等手段制备纤维素琼脂复合膜,测试其综合性能,为开发新型能源材料提出一种有价值的可能。将纤维素通过固相磷酸法,负载上银离子,制备出一个纤维素基微型反应器,使得有机磷农药(毒死蜱)催化降解与其上,探索在水相中的降解情况,为日益紧张的环境污染问题做出一定的探索。

关键词：纤维素有机磷农药磷酸化改性复合型催化剂水处理应用

基于结构构造的自抑菌型伤口敷料的绿色制备研究

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基于结构构造的自抑菌型伤口敷料的绿色制备研究

作者：曹珍妮武汉工程大学

学位级别：硕士

随着材料学和组织工程学的迅速发展,对伤口敷料的研究也日渐深入,人们逐渐发现单一材料的敷料已无法满足不同类型伤口的修复需求,开发性能更为优越的复合敷料是目前伤口修复领域的研究热点。本论文结合纤维素天然的多孔结构和壳聚糖良... 详细信息

随着材料学和组织工程学的迅速发展,对伤口敷料的研究也日渐深入,人们逐渐发现单一材料的敷料已无法满足不同类型伤口的修复需求,开发性能更为优越的复合敷料是目前伤口修复领域的研究热点。本论文结合纤维素天然的多孔结构和壳聚糖良好的抗菌性能,旨在探究简单易行、绿色无污染的工艺方法制备涂覆壳聚糖的多孔纤维素基复合敷料,并进一步进行性能优化。论文对三种复合敷料的形貌、孔结构及理化性质进行了测定,并评价了其作为伤口敷料的适用性。研究采用简单的浸泡法制备涂覆壳聚糖的多孔纤维素基复合敷料。研究所用的实验方法简便易行且重复性好。元素分析结果说明壳聚糖成功涂覆在纤维素膜上。扫描电镜和孔径数据结果得出所有膜均具有微纳米的套孔结构,与纯纤维素膜相比,复合膜的孔径基本保持不变。此外,该材料还具有良好的机械强度、水蒸气透过率、溶胀性能、蛋白吸附性能,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有良好的抗菌性。综上所述,复合敷料具有作为伤口敷料应用于生物医药的巨大潜能。纤维素基体材料所具有的多孔结构为本研究的制备工艺提供了新思路。本研究旨在利用纤维素膜特有的相互贯穿的多孔结构,采用加压渗透的方法使壳聚糖溶液穿过纤维素膜成功制备壳聚糖/纤维素复合膜。实验过程绿色环保、无毒无污染,元素分析结果表明壳聚糖成功并牢牢地附着在纤维素膜的内外膜孔上。扫描电镜结果说明复合壳聚糖之后,敷料仍具有微纳米的多孔结构。与纯纤维素膜相比,对应壳聚糖含量为15.61,20.38,26.45 wt%的复合膜的拉伸强度分别提高26%,35%和46%。对水蒸气透过率及溶胀性能考察得知敷料可维持创面体液平衡,为伤口提供湿润的修复环境。抗菌性能测试说明壳聚糖的附着使敷料具有良好的抗菌效果。实验采用在纤维素膜中加入功能化的磁性纳米粒子来优化基体材料的性能,通过浸泡法制备涂覆壳聚糖的多孔磁性纤维素基复合敷料。实验结果表明敷料具有良好的机械强度、水蒸气透过率、溶胀性能、蛋白吸附性能以及抗菌性能,能为伤口提供适宜的修复环境。与本论文中之前的两个课题的元素分析数据进行对比,结果说明无机功能填料的引入使壳聚糖分子更加牢固地附着在纤维素膜上,得到的敷料可以在创面处长效使用。

关键词：纤维素壳聚糖复合膜伤口敷料

纤维素膜的功能化设计及其在生物传感领域的应用

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纤维素膜的功能化设计及其在生物传感领域的应用

作者：夏剑武汉工程大学

学位级别：硕士

随着社会与时代的发展,能源危机与环保压力成为了当前社会发展的两大制约因素。由石油基聚合物引起的不可再生能源的枯竭和环境污染激发了人们对可再生资源的需求。天然高分子聚合物具有可再生性和生物可降解性等特点,被认为是替代石油... 详细信息

随着社会与时代的发展,能源危机与环保压力成为了当前社会发展的两大制约因素。由石油基聚合物引起的不可再生能源的枯竭和环境污染激发了人们对可再生资源的需求。天然高分子聚合物具有可再生性和生物可降解性等特点,被认为是替代石油基产品的优良选择。其中,纤维素作为自然界储量最为丰富的一种天然高分子聚合物,因其具有可再生性,安全无毒,低成本和生物可降解性等特点引起了人们的广泛关注,在生物传感领域具有广阔的应用。本论文以纤维素为基体,通过分子设计和合成的策略对纤维素进行一系列功能化修饰,制备了一系列的功能化纤维素复合膜,主要内容如下:（1）以纤维素为载体,通过氢氧化钠/尿素水溶液体系下溶解的纤维素溶液制备再生纤维素膜,采用选择性氧化法对纤维素膜上的羟基进行修饰,得到双醛基纤维素膜,并通过席夫碱反应将葡萄糖氧化酶和辣根过氧化物酶固定在氧化后的纤维素膜上。通过扫描电镜、X射线能谱、红外光谱和X射线光电子能谱等表征分析了其形貌结构和理化性质,并系统性研究了所制备的纤维素基复合膜对水相中低浓度葡萄糖的检测性能。结果表明,所制备的纤维素复合膜具有较好的三维网状多孔结构,可以实现水相中较低浓度葡萄糖的快速检测,最快响应时间为5 min。此外,纤维素复合膜还被应用于实际尿液样品中葡萄糖的检测,颜色可以通过手机进行记录、取色,在一定程度上可以实现葡萄糖的半定量检测。（2）以简单氧化还原法合成的钴纳米薄片为功能性填料,通过共混的方式与氢氧化钠/尿素水溶液体系下溶解的纤维素溶液进行混合,采用流延法制备出钴纳米薄片/纤维素复合膜。采用扫描电镜、红外光谱和X射线衍射等表征分析了复合膜的形貌结构和理化性质。系统性研究了所制备的钴纳米薄片/纤维素复合膜对水相中低浓度抗坏血酸的检测性能。结果表明,所制备的复合膜具有较好的三维网状多孔结构,具有较低的检测限和响应时间,可以实现水相中较低浓度抗坏血酸的快速检测,并可以应用于实际样品中抗坏血酸的检测。（3）利用季铵化试剂上的环氧基团在碱性条件下开环与纤维素羟基发生反应的原理,制备出季铵化纤维素溶液,再通过流延法制备出季铵化纤维素膜。通过柠檬酸盐还原法合成制备出金纳米粒子颗粒,通过分子自组装的方式将金纳米粒子颗粒附着在季铵化纤维素膜上,得到金纳米粒子/纤维素复合膜。通过扫描电镜、红外光谱和X射线衍射等表征分析了其形貌结构和理化性质,并系统性研究了所制备的纤维素基复合膜对水相中低浓度葡萄糖的检测性能。结果表明,所制备的金纳米粒子/纤维素复合膜具有较好的三维网状多孔结构,可以实现水相中较低浓度葡萄糖的快速检测。此外,金纳米粒子/纤维素复合膜还被应用于实际水果样品中葡萄糖的检测,具有较低的检测限。综上所述,本论文设计的一系列功能化纤维素复合膜具有较好的稳定性、便易的可操作性和实用性,在生物传感领域具有广阔的应用前景。

关键词：纤维素纳米复合膜生物传感器